A hőmérséklet a legfontosabb környezeti tényező. A hőmérséklet óriási hatással van az élőlények életének számos aspektusára, elterjedési földrajzukra, szaporodásukra és az organizmusok egyéb biológiai tulajdonságaira, amelyek főként a hőmérséklettől függenek. Tartomány, azaz az élet létezésének hőmérsékleti határai körülbelül -200 °C és +100 °C között mozognak, néha a baktériumok 250 °C-os meleg forrásokban találhatók. Valójában a legtöbb élőlény még szűkebb hőmérsékleti tartományban is túlélhet.
Bizonyos típusú mikroorganizmusok, főként baktériumok és algák, képesek élni és szaporodni a forró forrásokban a forrásponthoz közeli hőmérsékleten. A meleg forrásbaktériumok felső hőmérsékleti határa 90°C körül van. A hőmérséklet változékonysága ökológiai szempontból nagyon fontos.
Bármely faj csak egy bizonyos hőmérsékleti tartományban, az úgynevezett maximális és minimum halálos hőmérsékleten tud élni. Ezeken a kritikus szélsőséges hőmérsékleteken túl, hidegen vagy melegen, a szervezet elpusztul. Valahol közöttük van az az optimális hőmérséklet, amelyen az összes szervezet, az élő anyag egészének élettevékenysége aktív.
Az élőlények hőmérsékleti rezgésekkel szembeni tűrőképessége szerint euritermikus és stenotermikus, azaz képes ellenállni a széles vagy szűk hőmérséklet-ingadozásoknak. Például a zuzmók és sok baktérium különböző hőmérsékleten élhet, vagy az orchideák és más hőt szerető növények trópusi övek- stenotermikusak.
Egyes állatok képesek állandó testhőmérsékletet fenntartani, a hőmérséklettől függetlenül. környezet. Az ilyen szervezeteket homeotermikusnak nevezik. Más állatok testhőmérséklete a környezeti hőmérséklettől függően változik. Ezeket poikilotermeknek nevezik. Attól függően, hogy a szervezetek hogyan alkalmazkodnak a hőmérsékleti rendszerhez, két típusra oszthatók. környezetvédő csoportok: kriofilek - hideghez, alacsony hőmérséklethez alkalmazkodó organizmusok; termofilek – vagy hőszeretők.
Allen szabálya- D. Allen által 1877-ben megalkotott ökogeográfiai szabály. E szabály szerint a hasonló életmódot folytató homoioterm (melegvérű) állatok rokon formái közül a hidegebb éghajlaton élők viszonylag kisebb kiálló testrészekkel rendelkeznek: fülek, lábak, farok stb.
A kiálló testrészek csökkentése a test relatív felületének csökkenéséhez vezet, és elősegíti a hőmegtakarítást.
Példa erre a szabályra a Canine család képviselői különböző régiókban. A legkisebb fülek (a testhosszhoz viszonyítva) és a kevésbé hosszúkás pofa ebben a családban a sarki róka (tartomány - sarkvidéki), a legnagyobb fülek és keskeny, hosszúkás pofa pedig a fenekróka (tartomány - Szahara).
Ezt a szabályt az emberi populációkkal kapcsolatban is végrehajtják: a legrövidebb (testmérethez viszonyítva) orr, karok és lábak az eszkimó-aleut népekre (eszkimók, inuitok), a hosszú karok és lábak pedig a szőrméknél és a tuszikoknál jellemzőek.
Bergman szabálya egy ökoföldrajzi szabály, amelyet Carl Bergman német biológus fogalmazott meg 1847-ben. A szabály szerint a homoioterm (melegvérű) állatok hasonló formái közül a legnagyobbak azok, amelyek hidegebb éghajlaton élnek - magas szélességi körökben vagy a hegyekben. Ha vannak olyan közeli rokon fajok (például azonos nemzetségbe tartozó fajok), amelyek táplálkozásukban és életmódjukban nem különböznek lényegesen, akkor súlyosabb (hideg) éghajlaton nagyobb fajok is előfordulnak.
A szabály azon a feltételezésen alapul, hogy az endoterm fajtákban a teljes hőtermelés a test térfogatától, a hőátadás sebessége pedig a felületétől függ. Az élőlények méretének növekedésével a test térfogata gyorsabban növekszik, mint a felszíne. Kísérletileg ezt a szabályt először különböző méretű kutyákon tesztelték. Kiderült, hogy a kistestű kutyák hőtermelése nagyobb egységnyi tömegre vetítve, de mérettől függetlenül szinte állandó marad egységnyi felületre vetítve.
Bergman szabálya valóban gyakran teljesül mind ugyanazon a fajon belül, mind a közeli rokon fajok körében. Például a Távol-Keletről származó tigris amur alakja nagyobb, mint az Indonéziából származó szumátrai alak. A farkas északi alfaja átlagosan nagyobb, mint a déli. A medve nemzetség rokon fajai közül a legnagyobbak az északi szélességeken élnek ( jegesmedve, barnamedvék kb. Kodiak) és a legkisebb fajok (például a szemüveges medve) - meleg éghajlatú területeken.
Ugyanakkor ezt a szabályt gyakran kritizálták; Megállapították, hogy nem lehet általános jellegű, hiszen az emlősök és madarak méretét a hőmérsékleten kívül sok egyéb tényező is befolyásolja. Ráadásul a zord klímához való alkalmazkodás populáció- és fajszinten gyakran nem a testméret változása, hanem a belső szervek méretének változása (a szív és a tüdő méretének növekedése) vagy biokémiai alkalmazkodások miatt következik be. E kritika fényében hangsúlyozni kell, hogy Bergman szabálya statisztikai természetű, és hatását világosan megnyilvánítja, más tényezők fennállása mellett.
Valójában sok kivétel van e szabály alól. Így a gyapjas mamut legkisebb faja a sarki Wrangel-szigetről ismert; sok erdei farkas alfaj nagyobb, mint a tundrai (például a Kenai-félsziget kihalt alfaja; feltételezik, hogy a nagy méretek előnyt jelenthetnek ezeknek a farkasoknak a félszigeten élő nagy jávorszarvasok vadászásakor). Az Amuron élő leopárd távol-keleti alfaja lényegesen kisebb, mint az afrikai. A megadott példákban az összehasonlított formák életmódjukban különböznek (szigeti és kontinentális populációk; a tundra alfajok kisebb prédákkal táplálkoznak, és az erdei alfajok, amelyek nagyobb zsákmányt táplálnak).
Az emberrel kapcsolatban a szabály bizonyos mértékig alkalmazható (például a törpetörzsek látszólag ismételten és egymástól függetlenül megjelentek különböző trópusi éghajlatú területeken); azonban a helyi táplálkozás és szokások különbségei, a migráció és a populációk közötti genetikai sodródás miatt e szabály alkalmazhatóságát korlátozzák.
Gloger szabálya abban áll, hogy a homoioterm (meleg vérű) állatok rokon formái (egyazon faj különböző rasszok vagy alfajai, rokon fajok) közül a meleg és párás éghajlaton élők világosabbak, mint a hideg és száraz éghajlaton élők. Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863) lengyel és német ornitológus alapította 1833-ban.
Például a legtöbb sivatagi madárfaj halványabb színű, mint a szubtrópusi és trópusi erdőkből származó rokonaik. A Gloger-szabály mind a maszkolási szempontokkal, mind az éghajlati viszonyok pigmentszintézisre gyakorolt hatásával magyarázható. Gloger szabálya bizonyos mértékig a részeg kilotermikus (hidegvérű) állatokra is vonatkozik, különösen a rovarokra.
Kezdetben minden élőlény vízi volt. Miután meghódították a földet, nem veszítették el a víztől való függőségüket. Integrált rész az összes élő szervezet közül a víz. A páratartalom a levegőben lévő vízgőz mennyisége. Nedvesség és víz nélkül nincs élet.
A páratartalom olyan paraméter, amely a levegő vízgőztartalmát jellemzi. Az abszolút páratartalom a levegőben lévő vízgőz mennyisége, amely a hőmérséklettől és a nyomástól függ. Ezt a mennyiséget relatív páratartalomnak nevezzük (azaz a levegőben lévő vízgőz mennyiségének a telített gőzmennyiséghez viszonyított aránya bizonyos hőmérsékleti és nyomási feltételek mellett.)
A természetben van cirkadián ritmus páratartalom. A páratartalom függőlegesen és vízszintesen is ingadozik. Ez a tényező a fény és a hőmérséklet mellett fontos szerepet játszik az élőlények aktivitásának és eloszlásának szabályozásában. A páratartalom megváltoztatja a hőmérséklet hatását is.
A levegős szárítás fontos környezeti tényező. A levegő szárító hatása különösen a szárazföldi élőlényeknél nagy jelentőséggel bír. Az állatok alkalmazkodnak a védett területekre, és éjszaka aktívak.
A növények felszívják a vizet a talajból, és szinte teljesen (97-99%) elpárolognak a leveleken keresztül. Ezt a folyamatot transzpirációnak nevezik. A párolgás lehűti a leveleket. A párolgásnak köszönhetően az ionok a talajon keresztül eljutnak a gyökerekhez, az ionok szállítása a sejtek között stb.
Bizonyos mennyiségű nedvesség elengedhetetlen a szárazföldi élőlények számára. Sokuknak 100%-os relatív páratartalomra van szükségük a normális élethez, és fordítva, egy normális állapotban lévő szervezet nem tud élni. hosszú ideje teljesen száraz levegőn, mert folyamatosan veszít vizet. A víz az élő anyag elengedhetetlen része. Ezért egy bizonyos mennyiségű víz elvesztése halálhoz vezet.
A száraz éghajlatú növények alkalmazkodnak a morfológiai változásokhoz, a vegetatív szervek, különösen a levelek csökkenéséhez.
A szárazföldi állatok is alkalmazkodnak. Sokan vizet isznak, mások folyékony vagy gőz halmazállapotban szívják fel a test belsején keresztül. Például a legtöbb kétéltű, néhány rovar és atka. A sivatagi állatok többsége soha nem iszik, szükségleteiket a táplálékkal ellátott víz rovására elégítik ki. Más állatok vizet kapnak a zsír oxidációja során.
A víz nélkülözhetetlen az élő szervezetek számára. Ezért az élőlények szükségleteiktől függően elterjednek az élőhelyen: a vízi szervezetek folyamatosan vízben élnek; A hidrofiták csak nagyon nedves környezetben élhetnek.
Ökológiai vegyérték szempontjából a hidrofiták és a higrofiták a szűkítők csoportjába tartoznak. A páratartalom nagymértékben befolyásolja az élőlények életfunkcióit, például a 70%-os relatív páratartalom nagyon kedvező volt a vándorló sáska nőstények szántóföldi éréséhez és termékenységéhez. Kedvező szaporodásukkal óriási gazdasági károkat okoznak számos ország termésében.
Az élőlények elterjedésének ökológiai értékeléséhez az éghajlat szárazságának mutatóját használják. A szárazság szelektív tényezőként szolgál az élőlények ökológiai osztályozásában.
Így a helyi éghajlat páratartalmának jellemzőitől függően az élőlényfajok ökológiai csoportokba oszlanak:
1. A hidatofiták vízi növények.
2. A hidrofiták szárazföldi-vízi növények.
3. Higrofiták - magas páratartalom mellett élő szárazföldi növények.
4. A mezofiták olyan növények, amelyek átlagos nedvességgel nőnek.
5. A xerofiták olyan növények, amelyek nem elegendő nedvességgel nőnek. Ők viszont a következőkre oszlanak: pozsgás növények - zamatos növények (kaktuszok); A szklerofiták keskeny és kis levelű, tubulusokba hajtogatott növények. Euxerofitákra és stipaxerofitákra is oszthatók. Az euxerofiták sztyeppei növények. A stipaxerofiták keskeny levelű gyepfűfélék (tollfű, csenkeszfű, vékonylábú stb.) csoportja. A mezofiták viszont mezohigrofitákra, mezoxerofitákra stb.
Értékét engedve a hőmérsékletnek, a páratartalom mégis az egyik fő környezeti tényező. A vadon élő állatok történetének nagy részében a szerves világot kizárólag az élőlények víznormái képviselték. Az élőlények túlnyomó többségének szerves része a víz, az ivarsejtek szaporodásához vagy fúziójához szinte mindegyiknek vízi környezetre van szüksége. A szárazföldi állatok kénytelenek testükben mesterségeset létrehozni vízi környezet megtermékenyítéshez, és ez oda vezet, hogy az utóbbi belsővé válik.
A páratartalom a levegőben lévő vízgőz mennyisége. Gram per köbméterben fejezhető ki.
A fény az energia egyik formája. A termodinamika első törvénye vagy az energiamegmaradás törvénye szerint az energia egyik formából a másikba változhat. E törvény szerint az organizmusok egy termodinamikai rendszer, amely folyamatosan energiát és anyagot cserél a környezettel. A Föld felszínén élő élőlények ki vannak téve az energiaáramlásnak, főként a napenergiának, valamint a kozmikus testek hosszú hullámú hősugárzásának.
Mindkét tényező meghatározza a környezet éghajlati viszonyait (hőmérséklet, vízpárolgási sebesség, levegő és víz mozgása). A napfény 2 cal energiával esik a bioszférára az űrből. 1 cm 2 -enként 1 perc alatt. Ez az úgynevezett szoláris állandó. Ez a fény a légkörön áthaladva csillapodik, és energiájának legfeljebb 67%-a érheti el a Föld felszínét tiszta délben, i.e. 1,34 cal. cm 2 -enként 1 perc alatt. A felhőtakarón, a vízen és a növényzeten áthaladva a napfény tovább gyengül, és a spektrum különböző részein az energia eloszlása jelentősen megváltozik.
A napfény és a kozmikus sugárzás csillapításának mértéke a fény hullámhosszától (frekvenciájától) függ. A 0,3 mikronnál kisebb hullámhosszú ultraibolya sugárzás szinte nem jut át ózon réteg(kb. 25 km magasságban). Az ilyen sugárzás veszélyes az élő szervezetre, különösen a protoplazmára.
Az élő természetben a fény az egyetlen energiaforrás, a baktériumok kivételével minden növény fotoszintetizál, pl. szintetizálni szerves anyag szervetlen anyagokból (azaz vízből, ásványi sókból és CO2-ból) Az élő természetben a fény az egyetlen energiaforrás, minden növény, kivéve a baktériumokat 2 - sugárzó energia segítségével az asszimiláció folyamatában). Minden élőlény tápláléka a földi fotoszintetizátoroktól függ, azaz. klorofillt hordozó növények.
A fény, mint környezeti tényező, 0,40-0,75 mikron hullámhosszú ultraibolya sugárzásra és e nagyságnál nagyobb hullámhosszú infravörösre oszlik.
Ezeknek a tényezőknek a hatása az élőlények tulajdonságaitól függ. Minden szervezettípus alkalmazkodik a fény hullámhosszainak egyik vagy másik spektrumához. Egyes élőlényfajok az ultraibolya, mások az infravörös sugárzáshoz alkalmazkodtak.
Egyes organizmusok képesek megkülönböztetni a hullámhosszt. Speciális fényérzékelő rendszerük van, színlátásuk van, ami nagy jelentőséggel bír az életükben. Sok rovar érzékeny a rövidhullámú sugárzásra, amit az ember nem érzékel. Az éjszakai pillangók jól érzékelik az ultraibolya sugarakat. A méhek és madarak pontosan meghatározzák helyüket és navigálni a terepen még éjszaka is.
Az élőlények erősen reagálnak a fény intenzitására is. E jellemzők szerint a növényeket három ökológiai csoportra osztják:
1. Fénykedvelő, naprajongó vagy heliofiták - amelyek csak a napsugarak hatására képesek normálisan fejlődni.
2. Az árnyékszerető vagy sciofiták az erdők alsóbb rétegeinek növényei és a mélytengeri növények, például a gyöngyvirágok és mások.
A fényintenzitás csökkenésével a fotoszintézis is lelassul. Minden élő szervezet rendelkezik érzékenységi küszöbértékkel a fényintenzitásra, valamint más környezeti tényezőkre. Nál nél különféle organizmusok a környezeti tényezőkre való érzékenységi küszöb nem azonos. Például az intenzív fény gátolja a Drosophyll legyek fejlődését, akár halálukat is okozza. Nem szeretik a fényt, a csótányokat és más rovarokat. A legtöbb fotoszintetikus növényben alacsony fényintenzitás mellett a fehérjeszintézis gátolt, míg állatokban a bioszintézis folyamatok gátolva.
3. Árnyéktűrő vagy fakultatív heliofiták. Árnyékban és fényben is jól fejlődő növények. Az állatokban az organizmusok ezen tulajdonságait fényszeretőnek (fotofileknek), árnyékszeretőnek (fotofóbnak), eurifóbnak - szűkületnek nevezik.
az élő szervezet alkalmazkodóképességének mértéke a környezeti feltételek változásaihoz. E. v. egy kilátás ingatlan. Mennyiségileg a környezet változásainak köre fejezi ki, amelyen belül ezt a fajt fenntartja a normális életet. E. v. egy faj arra adott válaszához viszonyítva tekinthető egyéni tényezők környezet, és a tényezők együtteséhez viszonyítva.
Az első esetben azokat a fajokat, amelyek tolerálják a befolyásoló tényező erősségének nagymértékű változását, egy kifejezéssel jelölik, amely ennek a faktornak a nevéből áll az "evry" előtaggal (eurythermal - a hőmérséklet hatásával összefüggésben, eurihalin - a sótartalomra , eurybatic - mélységig stb.); az e tényező kis változásaihoz alkalmazkodó fajokat hasonló kifejezéssel jelölik a "steno" előtaggal (stenoterm, stenohaline stb.). A széles E. in. faktorok komplexumával kapcsolatban eurybiontoknak (lásd Eurybionts) nevezik őket, szemben a stenobiontokkal (Lásd. Stenobionts), amelyeknek csekély alkalmazkodóképességük van. Mivel az eurybiontizmus sokféle élőhely benépesítését teszi lehetővé, a stenobiontizmus pedig élesen leszűkíti a faj számára megfelelő élőhelyek körét, ezt a két csoportot gyakran nevezik eury-, illetve stenotopikusnak.
eurybionts, állati és növényi szervezetek, amelyek a környezeti feltételek jelentős változásával létezhetnek. Így például a tengerpart lakói apály idején rendszeres szárítást, nyáron erős felmelegedést, télen pedig lehűlést és néha fagyást (eurytermikus állatok) viselnek el; a folyók torkolatainak lakói ellenállnak az eszközöknek. a víz sótartalmának ingadozása (eurihalin állatok); számos állat létezik a hidrosztatikus nyomás széles tartományában (euribátok). A mérsékelt szélességi körök számos szárazföldi lakója képes ellenállni a nagy szezonális hőmérséklet-ingadozásoknak.
A faj eurybiontását növeli a tűrőképesség kedvezőtlen körülmények anabiózis állapotában (sok baktérium, sok növény spórája és magva, hideg és mérsékelt szélességi szélességeken kifejlett évelő növények, édesvízi szivacsok és bryozoák telelő bimbói, ágaslábúak tojásai, kifejlett tardigrádok és egyes rotiferek stb.) vagy hibernált állapotban (néhány emlősök).
CSETVERIKOV SZABÁLYA, Krom szerint a természetben általában az élő szervezetek minden típusát nem különálló, elszigetelt egyedek képviselik, hanem számos (néha nagyon nagy) egyed-populáció aggregátumai formájában. Tenyésztő: S. S. Chetverikov (1903).
Kilátás- ez a morfológiai és fiziológiai tulajdonságaikban hasonló egyedpopulációk történelmileg kialakult halmaza, amelyek szabadon kereszteződhetnek és termékeny utódokat hoznak létre, egy bizonyos területet elfoglalva. Az élőlények mindegyik típusát jellemző tulajdonságok, tulajdonságok halmazával írhatjuk le, amelyeket a faj jellemzőinek nevezünk. Egy faj azon jellemzőit, amelyek segítségével az egyik faj megkülönböztethető a másiktól, fajkritériumoknak nevezzük.
A leggyakrabban használt hét általános nézeti feltétel a következő:
1. Konkrét szervezettípus: népesség jellegzetes vonásait hogy megkülönböztessük egy adott faj egyedeit egy másik egyedétől.
2. Földrajzi bizonyosság: egy faj egyedeinek létezése egy adott helyen a földgömb; elterjedés - az a terület, ahol egy adott faj egyedei élnek.
3. Ökológiai biztonság: egy faj egyedei a fizikai környezeti tényezők meghatározott értéktartományában élnek, mint például a hőmérséklet, páratartalom, nyomás stb.
4. Differenciálódás: a faj kisebb egyedcsoportokból áll.
5. Diszkrétség: ennek a fajnak az egyedeit egy rés - hiatus választja el egy másik egyedétől A hiátust az izoláló mechanizmusok működése határozza meg, mint például a tenyészidőszakok eltérése, specifikus viselkedési reakciók alkalmazása, a hibridek sterilitása, stb.
6. Reprodukálhatóság: az egyedek szaporodása történhet ivartalanul (alacsony a variabilitás mértéke) és ivarosan (a variabilitás mértéke nagy, mivel minden élőlény egyesíti az apa és az anya tulajdonságait).
7. A bőség bizonyos szintje: a populáció periodikus (élethullámok) és nem időszakos változásokon megy keresztül.
Bármely faj egyedei rendkívül egyenetlenül oszlanak el a térben. Például a csalán elterjedési területén csak nedves, árnyékos, termékeny talajú helyeken fordul elő, bozótokat képezve a folyók árterében, patakokban, tavak környékén, mocsarak szélén, vegyes erdőkben és cserjékben. Erdőszéleken, réteken és mezőkön találhatók az európai vakondtelepek, amelyek jól láthatóak a föld dombjain. Alkalmas az életre
bár az élőhelyek gyakran megtalálhatók a tartományon belül, nem fedik le a teljes elterjedési területet, ezért e faj egyedei nem találhatók meg más részein. Nincs értelme csalánt keresni fenyőerdő vagy egy vakond a mocsárban.
Így a fajok térbeli egyenetlen eloszlása "sűrűségszigetek", "csomók" formájában fejeződik ki. Azok a területek, ahol e faj viszonylag nagy elterjedésű, váltakoznak alacsony abundanciájú területekkel. Az egyes fajok populációjának ilyen "sűrűségi központjait" populációknak nevezzük. A populáció egy adott faj egyedeinek gyűjteménye, amelyek hosszú ideig (nagy számú nemzedéken át) egy bizonyos területen (a tartomány egy részén) élnek, és elszigeteltek más hasonló populációktól.
A lakosságon belül gyakorlatilag megvalósul a szabad átkelés (panmixia). Más szóval, a populáció olyan egyedek csoportja, amelyek szabadon kötődnek egymáshoz, hosszú ideig élnek egy bizonyos területen, és viszonylag elszigeteltek a többi hasonló csoporttól. A faj tehát populációk halmaza, a populáció pedig egy faj szerkezeti egysége.
A populáció és a faj közötti különbség:
1) a különböző populációk egyedei szabadon kereszteződnek egymással,
2) a különböző populációk egyedei alig különböznek egymástól,
3) nincs rés két szomszédos populáció között, azaz fokozatos átmenet van közöttük.
Specifikációs folyamat. Tegyük fel, hogy egy adott faj egy bizonyos területet foglal el, amelyet táplálkozásának jellege határoz meg. Az egyedek közötti eltérés következtében a hatótáv növekszik. Az új terület különböző élelmiszernövényekkel, fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező területeket tartalmaz majd. A terület különböző részein élő egyedek populációkat alkotnak. A jövőben a populációk egyedei közötti egyre növekvő különbségek következtében egyre nyilvánvalóbbá válik, hogy egy populáció egyedei valamiben eltérnek egy másik populáció egyedeitől. A populációk szétválásának folyamata zajlik. Mindegyikben felhalmozódnak a mutációk.
A terület helyi részének bármely faj képviselői helyi populációt alkotnak. Az elterjedési terület életkörülményei tekintetében homogén részeihez kapcsolódó helyi populációk összessége ökológiai populációt alkot. Tehát, ha egy faj réten és erdőben él, akkor a gumi és a réti populációiról beszélnek. A meghatározott földrajzi határokhoz kapcsolódó fajok elterjedési területén belüli populációkat földrajzi populációknak nevezzük.
A populációk mérete és határai drámaian változhatnak. A tömeges szaporodás kitörései során a faj nagyon széles körben elterjed, és óriási populációk keletkeznek.
Alfajnak nevezzük a stabil tulajdonságokkal rendelkező földrajzi populációk összességét, amelyek képesek keresztezni és termékeny utódokat létrehozni. Darwin azt mondta, hogy az új fajok kialakulása fajtákon (alfajokon) keresztül megy végbe.
Emlékeztetni kell azonban arra, hogy néhány elem gyakran hiányzik a természetben.
Az egyes alfajok egyedeiben előforduló mutációk önmagukban nem vezethetnek új fajok kialakulásához. Az ok abban rejlik, hogy ez a mutáció a populáción keresztül fog vándorolni, mivel az alfajok egyedei, mint tudjuk, szaporodási szempontból nem elszigeteltek. Ha a mutáció előnyös, akkor növeli a populáció heterozigótaságát, ha káros, akkor a szelekció egyszerűen elutasítja.
A folyamatosan zajló mutációs folyamat és a szabad keresztezés eredményeként a mutációk felhalmozódnak a populációkban. I. I. Schmalhausen elmélete szerint az örökletes variabilitás tartaléka keletkezik, vagyis a kialakuló mutációk túlnyomó többsége recesszív, és nem fenotípusosan jelenik meg. A heterozigóta állapotban a mutációk magas koncentrációjának elérésekor a recesszív géneket hordozó egyedek keresztezése valószínűsíthető. Ilyenkor homozigóta egyedek jelennek meg, amelyekben a mutációk már fenotípusosan megnyilvánulnak. Ezekben az esetekben a mutációk már a természetes szelekció irányítása alatt állnak.
Ez azonban még nem döntő jelentőségű a fajképződési folyamat szempontjából, mert a természetes populációk nyitottak, és a szomszédos populációkból folyamatosan idegen gének kerülnek beléjük.
Elegendő génáramlás van ahhoz, hogy fenntartsa a génkészletek (az összes genotípus összessége) nagy hasonlóságát az összes helyi populációban. Becslések szerint egy 200 egyedből álló, egyenként 100 000 lókuszból álló populációban a génállomány feltöltődése idegen gének miatt százszor nagyobb, mint - a mutációk miatt. Következésképpen egyetlen populáció sem változhat drámaian mindaddig, amíg ki van téve a génáramlás normalizáló hatásának. Egy populációnak a genetikai összetételében bekövetkezett változásokkal szembeni ellenállását a szelekció hatására genetikai homeosztázisnak nevezzük.
Egy populációban a genetikai homeosztázis eredményeként új faj kialakulása nagyon nehéz. Még egy feltételnek teljesülnie kell! Ugyanis a leánypopuláció génállományát el kell különíteni az anyai génállománytól. Az izoláció kétféle lehet: térbeli és időbeli. A térbeli elszigeteltség különböző földrajzi akadályok miatt következik be, mint például sivatagok, erdők, folyók, dűnék, árterek. Leggyakrabban a térbeli elszigeteltség a folyamatos tartomány éles csökkenése és külön zsebekre vagy fülkékre való felosztása miatt következik be.
A népesség gyakran elszigetelődik a vándorlás következtében. Ebben az esetben izolátum populáció jön létre. Mivel azonban egy izolált populáció egyedszáma általában kicsi, fennáll a beltenyésztés veszélye – a beltenyésztéssel járó degeneráció. A térbeli izoláción alapuló specifikációt földrajzinak nevezzük.
Az elszigetelődés átmeneti formája magában foglalja a szaporodás időzítésének megváltoztatását és a teljes életciklus eltolódását. Az ideiglenes elszigeteltségen alapuló fajosítást ökológiainak nevezzük.
A döntő mindkét esetben egy új, a régivel összeegyeztethetetlen genetikai rendszer létrehozása. A fajképződéssel az evolúció valósul meg, ezért mondják, hogy egy faj elemi evolúciós rendszer. A populáció egy elemi evolúciós egység!
Az élőlényfajok nem különálló egyedekként, hanem populációkként vagy azok részeiként szerepelnek a biocenózisban. A populáció egy faj egy része (azonos faj egyedeiből áll), amely viszonylag homogén teret foglal el, és egy bizonyos szám önszabályozására és fenntartására képes. A megszállt területen belül minden faj populációkra oszlik, ha figyelembe vesszük a környezeti tényezők egyetlen szervezetre gyakorolt hatását, akkor a tényező bizonyos szintjén (például hőmérsékleten) a vizsgált egyed vagy túlél, vagy meghal. A kép megváltozik, ha ugyanazon faktor hatását vizsgáljuk egyazon fajhoz tartozó organizmuscsoportra.
Egyes egyedek egy meghatározott hőmérsékleten halnak meg, vagy csökkentik élettevékenységüket, mások alacsonyabb hőmérsékleten, mások pedig magasabb hőmérsékleten, ezért a populációnak még egy definíciója adható: a túlélés és az utódnemzés érdekében minden élő szervezeteknek kell környezeti tényezők csoportosulások, vagy populációk formájában léteznek, azaz. hasonló öröklődésű együtt élő egyedek halmaza.A populáció legfontosabb jellemzője az általa elfoglalt terület közös terület. De egy populáción belül különböző okok miatt előfordulhatnak többé-kevésbé elszigetelt csoportosulások.
Ezért nehéz a populáció kimerítő definícióját adni az egyes egyedcsoportok közötti határok összemosódása miatt. Minden faj egy vagy több populációból áll, és a populáció tehát egy faj létezési formája, a legkisebb fejlődő egysége. A populációk számára különféle fajták az egyedszám csökkenésének vannak elfogadható határai, amelyeken túl egy populáció léte lehetetlenné válik. A populáció méretének kritikus értékeiről nincs pontos adat a szakirodalomban. A megadott értékek ellentmondásosak. Az azonban tény, hogy minél kisebbek az egyedek, annál magasabbak a számuk kritikus értékei. A mikroorganizmusok esetében ez egyedek milliói, a rovarok esetében több tíz és százezer, és nagy emlősök- Néhány tucat.
A szám nem csökkenhet azon határok alá, amelyeken túl a szexuális partnerekkel való találkozás valószínűsége jelentősen csökken. A kritikus szám más tényezőktől is függ. Például egyes élőlények esetében a csoportos életmód sajátos (telepek, állományok, csordák). A populáción belüli csoportok viszonylag elszigeteltek. Előfordulhatnak olyan esetek, amikor a populáció egészének mérete még mindig meglehetősen nagy, és az egyes csoportok száma a kritikus határok alá csökken.
Például a perui kormorán kolóniájának (csoportjának) legalább 10 ezer egyedből kell állnia, és egy rénszarvascsordának 300-400 fejnek kell lennie. A működési mechanizmusok megértése és a populációk felhasználásával kapcsolatos problémák kezelése nagyon fontos információval rendelkezzenek felépítésükről. Vannak nemi, életkori, területi és egyéb szerkezeti típusok. Elméleti és alkalmazott szempontból a korszerkezetre vonatkozó adatok a legfontosabbak - a különböző életkorú egyének aránya (gyakran csoportosítva).
Az állatokat a következő korcsoportokra osztják:
Fiatalkorú csoport (gyerekek) szenilis csoport (szenilis, nem vesz részt a szaporodásban)
Felnőtt csoport (szaporodást végző egyének).
Általában a normál populációkat jellemzi a legnagyobb életképesség, amelyben minden korosztály viszonylag egyenletesen képviselteti magát. A regresszív (veszélyeztetett) populációban a szenilis egyedek dominálnak, ami a reproduktív funkciókat megzavaró negatív tényezők jelenlétét jelzi. Sürgős intézkedésekre van szükség ennek az állapotnak az okainak azonosításához és megszüntetéséhez. Az inváziós (invazív) populációkat főként fiatal egyedek képviselik. Életképességük általában nem ad okot aggodalomra, de túlzottan nagy egyedszámú kitörések valószínűek, mivel az ilyen populációkban nem alakultak ki trofikus és egyéb kapcsolatok.
Különösen veszélyes, ha olyan fajok populációjáról van szó, amelyek korábban hiányoztak a területen. Ebben az esetben a populációk általában találnak és foglalnak el egy szabad ökológiai rést és realizálják szaporodási potenciáljukat, intenzíven növelve egyedszámukat.Ha a populáció normális vagy ahhoz közeli állapotban van, az ember ki tudja venni belőle az egyedszámot (állatoknál). ) vagy biomassza (növényekben), amely a rohamok közötti idő alatt növekszik. Mindenekelőtt a posztproduktív korú (teljes reprodukciós) egyedeket ki kell vonni. Ha egy bizonyos termék megszerzése a cél, akkor a populációk életkorát, nemét és egyéb jellemzőit a feladat figyelembevételével korrigálják.
A növényközösségek populációinak kiaknázását (például faanyag beszerzése céljából) általában a növekedés (a termelés felhalmozódása) életkorral összefüggő lassulási időszakára időzítik. Ez az időszak általában egybeesik az egységnyi faanyag maximális felhalmozódásával. A populációra jellemző a nemek aránya is, a hímek és nők aránya nem egyenlő 1:1-gyel. Ismertek olyan esetek, amikor az egyik vagy másik nem éles túlsúlya, a generációk váltakozása a hímek hiányával. Minden populáció összetett térszerkezettel is rendelkezhet (többé-kevésbé nagy hierarchikus csoportokra oszlik - a földrajzitól az elemiig (mikropopulációk).
Tehát, ha a halálozási arány nem függ az egyedek életkorától, akkor a túlélési görbe egy csökkenő vonal (lásd az I. típusú ábrát). Vagyis az egyedek halála egyenletesen történik ennél a típusnál, a halálozási arány állandó marad az élet során. Az ilyen túlélési görbe azokra a fajokra jellemző, amelyek fejlődése metamorfózis nélkül megy végbe, a születendő utódok kellő stabilitásával. Ezt a típust hidra típusnak szokták nevezni – az egyenes vonalhoz közelítő túlélési görbe jellemzi. Azoknál a fajoknál, amelyeknél a külső tényezők mortalitásban csekély szerepe van, a túlélési görbét egy bizonyos életkorig enyhe csökkenés jellemzi, majd ezt követően a természetes (fiziológiai) mortalitás miatt meredek csökkenés következik be.
Az ábrán a II. Az ehhez a típushoz közeli túlélési görbe az emberre jellemző (bár az emberi túlélési görbe valamivel laposabb, így valahol az I. és II. típus között van). Ezt a típust Drosophila típusnak nevezik: ezt a típust mutatják be a Drosophila laboratóriumi körülmények között (ragadozók nem eszik meg). Sok fajra jellemző a magas mortalitás az ontogenezis korai szakaszában. Az ilyen fajoknál a túlélési görbét a fiatalabb korok régiójában tapasztalható meredek csökkenés jellemzi. Azok az egyének, akik túlélték a „kritikus” kort, alacsony halandóságot mutatnak, és hosszú életkorig élnek. A típust osztriga típusának nevezik. Az ábrán a III. A túlélési görbék tanulmányozása nagy érdeklődést mutat az ökológus számára. Lehetővé teszi annak megítélését, hogy egy adott faj melyik életkorban a legsebezhetőbb. Ha a születésszámot vagy a halálozást megváltoztató okok hatása a legsérülékenyebb szakaszra esik, akkor a népesség későbbi alakulására gyakorolt hatásuk lesz a legnagyobb. Ezt a mintát figyelembe kell venni a vadászat megszervezésénél vagy a kártevőirtásnál.
Minden népességnek van egy bizonyos szervezete. Az egyedek területi megoszlása, az egyedcsoportok nem, életkor, morfológiai, fiziológiai, viselkedési és genetikai jellemzők szerinti aránya tükrözi a megfelelő népességszerkezet : térbeli, nem, életkor stb. A szerkezet egyrészt a közös alapján alakul ki biológiai tulajdonságait fajok, másrészt abiotikus környezeti tényezők és más fajok populációi hatása alatt.
A népességszerkezet tehát adaptív jellegű. Ugyanannak a fajnak a különböző populációi hasonló tulajdonságokkal és sajátosságokkal rendelkeznek, amelyek az élőhelyeik környezeti feltételeit jellemzik.
Általánosságban elmondható, hogy az egyedek alkalmazkodóképessége mellett bizonyos területeken kialakulnak a populáció csoportos alkalmazkodásának, mint egyedek feletti rendszernek adaptív jellemzői, ami azt jelzi, hogy a populáció adaptív jellemzői jóval magasabbak, mint az egyedeké. amelyek azt alkotják.
Korösszetétel- elengedhetetlen a lakosság létéhez. Az élőlények átlagos élettartamát és a különböző korú egyedek számának (vagy biomasszájának) arányát a populáció korszerkezete jellemzi. A korstruktúra kialakulása a szaporodási és halandósági folyamatok együttes hatásának eredményeként következik be.
Bármely populációban feltételesen 3 életkori ökológiai csoportot különböztetnek meg:
Előreprodukciós;
reproduktív;
Reprodukció utáni.
A szaporodás előtti csoportba azok az egyedek tartoznak, akik még nem képesek a szaporodásra. Reproduktív - szaporodásra képes egyedek. Reprodukciós utáni egyedek, akik elvesztették szaporodási képességüket. Ezen időszakok időtartama az élőlények típusától függően nagyon változó.
Kedvező körülmények között a lakosság minden korosztályt magában foglal, és többé-kevésbé stabil marad korszerkezet. A gyorsan növekvő populációkban a fiatal egyedek dominálnak, míg a hanyatló populációkban az idősek, már nem képesek intenzíven szaporodni. Az ilyen populációk nem produktívak és nem elég stabilak.
Vannak kilátások egyszerű korszerkezet közel azonos korú egyedekből álló populációk.
Például egy populáció összes egynyári növénye tavasszal csírakorban van, majd szinte egyidejűleg virágzik, és ősszel magot terem.
től származó fajokban összetett korszerkezet populációk egyidejűleg több generáción át élnek.
Például az elefántok tapasztalatai szerint vannak fiatal, érett és idősödő állatok.
Sok generációt magában foglaló populációk (különböző korcsoportok) stabilabbak, kevésbé befolyásolják őket a szaporodást vagy a mortalitást egy adott évben befolyásoló tényezők. A szélsőséges körülmények a legsebezhetőbb korcsoportok halálához vezethetnek, de a legrugalmasabbak túlélik és új generációkat hoznak létre.
Például egy személyt egy komplex biológiai fajnak tekintenek korszerkezet. A faj populációinak stabilitása például a második világháború idején nyilvánult meg.
A populációk korszerkezetének vizsgálatára grafikus technikákat alkalmaznak, például egy populáció korpiramisait, amelyeket széles körben alkalmaznak a demográfiai vizsgálatokban (3.9. ábra).
3.9. ábra. A népesség korpiramisai.
A - tömeges szaporodás, B - stabil populáció, C - csökkenő népesség
Egy faj populációinak stabilitása nagyban függ attól szexuális szerkezet , azaz a különböző nemű egyedek arányai. A populációkon belüli nemi csoportok a különböző nemek morfológiai (testforma és szerkezeti) és ökológiai különbségei alapján alakulnak ki.
Például egyes rovaroknál a hímeknek van szárnyuk, de a nőstényeknek nincs, egyes emlősök hímeinek van szarvak, de ezek hiányoznak a nőstényeknél, a hím madaraknak fényes tollazatuk van, a nőstényeknek pedig álcázásuk van.
Az ökológiai különbségek az étkezési preferenciákban fejeződnek ki (sok szúnyog nőstényei vért szívnak, míg a hímek nektárral táplálkoznak).
A genetikai mechanizmus mindkét nemhez tartozó egyedek körülbelül azonos arányát biztosítja születéskor. Az eredeti arány azonban a hímek és a nőstények fiziológiai, viselkedési és ökológiai különbségei miatt hamar megtörik, ami egyenetlen mortalitást okoz.
A populációk életkori és nemi szerkezetének elemzése lehetővé teszi számuk előrejelzését számos következő generációra és évre vonatkozóan. Ez a horgászat lehetőségeinek felmérésekor, az állatok kilövésénél, a sáskainváziótól való megmentésnél és egyéb esetekben fontos.
Ma, október 6-án van az állatok élőhelyének világnapja. Ennek az ünnepnek a tiszteletére 5 olyan állatot ajánlunk, amelyek a legszélsőségesebb körülményekkel rendelkező helyeket választották otthonuknak.
Az élő szervezetek bolygónkon elterjedtek, és sok közülük szélsőséges körülmények között él. Az ilyen szervezeteket extremofileknek nevezik. Ide tartoznak a baktériumok, az archaeák és csak néhány állat. Ez utóbbiról beszélünk ebben a cikkben. 1. Pompei férgek. Ezek a mélytengeri polichaeta férgek, amelyek hossza nem haladja meg a 13 cm-t, a leginkább hőálló állatok közé tartoznak. Ezért nem meglepő, hogy kizárólag az óceánok fenekén található hidrotermális forrásoknál találhatók (), amelyekből erősen mineralizált forró víz származik. Így az 1980-as évek elején fedezték fel először a pompeiai férgek kolóniáját a hidrotermális forrásoknál. Csendes-óceán a Galápagos-szigetek közelében, majd később, 1997-ben Costa Ricától nem messze, és ismét hidrotermális forrásoknál.
A Pompeii féreg testét jellemzően a fekete dohányosok csőszerű struktúráiban helyezi el, ahol a hőmérséklet eléri a 80 °C-ot, és a fejét tollszerű képződményekkel kint, ahol alacsonyabb a hőmérséklet (kb. 22 °C) tapasztja ki. A tudósok régóta próbálják megérteni, hogy a pompei féreg hogyan képes ellenállni az ilyen szélsőséges hőmérsékleteknek. Tanulmányok kimutatták, hogy ebben speciális baktériumok segítenek neki, amelyek akár 1 cm vastag, gyapjútakaróra emlékeztető réteget képeznek a féreg hátán. Mivel szimbiotikus kapcsolatban vannak, a férgek a háton található apró mirigyekből váladékot választanak ki, amelyek baktériumokkal táplálkoznak, amelyek viszont elszigetelik az állat testét a magas hőmérséklettől. Úgy gondolják, hogy ezek a baktériumok speciális fehérjékkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a férgek és a baktériumok védelmét a magas hőmérséklettől. 2. Gynaephora hernyó. Grönlandon és Kanadában él a Gynaephora groenlandica lepke, amely szélsőséges ellenálló képességéről ismert. alacsony hőmérséklet. Hideg éghajlaton élve tehát a G. groenlandica hernyói hibernált állapotban -70 °C-ig is elviselik a hőmérsékletet! Ezt azok a vegyületek (glicerin és betain) teszik lehetővé, amelyeket a hernyók a nyár végén, amikor a hőmérséklet csökken, szintetizálni kezdenek. Ezek az anyagok megakadályozzák a jégkristályok képződését az állat sejtjeiben, és így lehetővé teszik, hogy ne fagyjon halálra.
Ez azonban nem az egyetlen jellemzője a fajnak. Míg a legtöbb más lepkefaj körülbelül egy hónapot vesz igénybe, amíg a tojásból kifejlett állapotba ér, a G. groenlandica kifejlődése 7-14 évig tarthat! A Gynaephora groenlandica ilyen lassú növekedése a rendkívüli környezeti feltételeknek köszönhető, amelyek között a rovarnak fejlődnie kell. Érdekesség, hogy a Gynaephora groenlandica hernyók életük nagy részét hibernációban töltik, a fennmaradó időt (életük körülbelül 5%-át) pedig a növényzet, például a sarki fűz bimbóinak étkezésére fordítják. 3. Olajlegyek. Ezek az egyetlen olyan rovarok, amelyeket a tudomány ismer, és képes a nyersolajban élni és abból táplálkozni. Ezt a fajt először a kaliforniai La Brea Ranch-en fedezték fel, ahol számos bitumenes tó található.
Szerzők: Michael S. Caterino és Cristina Sandoval. Mint tudják, az olaj nagyon mérgező anyag a legtöbb állat számára. Lárvaként azonban az olajlegyek az olajfelszín közelében úsznak, és az olajfolt fölé kiálló speciális spirálokon keresztül lélegeznek. A legyek sok olajat esznek, de főleg rovarokat, amelyek bekerülnek. Néha a legyek belei teljesen tele vannak olajjal. A tudósok mindeddig nem írták le e legyek párzási viselkedését, sem azt, hogy hol rakják le tojásaikat. Feltételezhető azonban, hogy ez nem fordul elő az olajmedencén belül.
Bitumenes tó a La Brea tanyán Kaliforniában.Érdekes módon az olaj hőmérséklete a medencében elérheti a 38°C-ot is, de a lárvák könnyen tolerálják ezeket a változásokat. 4. Artemia. Az Egyesült Államok Utah államának északnyugati részén található Nagy Sós-tó sótartalma akár 270 ppm (összehasonlításképpen: a Világóceán legsósabb tengerének - a Vörös-tengernek - csak 41 ppm sótartalma van ). A tározó rendkívül magas sótartalma miatt alkalmatlan a benne lévő összes élőlény életére, kivéve a parti legyek lárváit, néhány algát és sós garnélarákot - apró rákféléket.
Utóbbiak egyébként nemcsak ebben a tóban élnek, hanem más víztestekben is, amelyek sótartalma nem alacsonyabb 60 ppm-nél. Ez a tulajdonság lehetővé teszi, hogy a sós garnélarák elkerülje az együttélést a legtöbb ragadozófajjal, például halakkal. Ezek a rákfélék szegmentált testtel rendelkeznek, a végén széles, levélszerű toldalékkal, és általában nem haladják meg a 12 millimétert. Széles körben használják akváriumi halak táplálékaként, és akváriumokban is tenyésztik. 5. Tardigrádok. Ezek az apró lények, amelyek hossza nem haladja meg az 1 millimétert, a leginkább hőálló állatok. A bolygó különböző helyein élnek. Például meleg forrásokban, ahol a hőmérséklet elérte a 100 °C-ot, és a Himalája tetején, egy vastag jégréteg alatt, ahol a hőmérséklet jóval nulla alatt volt. És hamarosan kiderült, hogy ezek az állatok nem csak az extrém hőmérsékleteket képesek elviselni, hanem több mint 10 évig élelem és víz nélkül is megbirkóznak!
A tudósok azt találták, hogy az anyagcsere leállításának képessége segít ebben, kriptobiózis állapotába kerülve, amikor az állat szervezetében zajló kémiai folyamatok a nullához közelítenek. Ebben az állapotban a tardigrád szervezetében a víztartalom 1%-ra csökkenhet! Ezenkívül a víz nélküli képesség nagymértékben függ egy speciális anyag magas szintjétől az állat testében - a nem redukáló cukor trehalóztól, amely megvédi a membránokat a pusztulástól. Érdekes módon, míg a tardigrádok képesek élni szélsőséges környezetben, sok faj megtalálható enyhébb környezetben, például tavakban, tavakban vagy füves területeken. A tardigrádok a leggyakoribbak párás környezet, mohákban és zuzmókban.
Első pillantásra úgy tűnhet baktériumok a meleg forrásokban ne élj. A természet azonban meggyőzően bizonyítja, hogy ez nem így van.
Mindenki tudja, hogy a víz 100 Celsius fokon forr. Egészen a közelmúltig az emberek azt hitték, hogy ezen a hőmérsékleten semmi sem marad életben. A tudósok egészen addig gondolták ezt, amíg a Csendes-óceán fenekén, meleg forrásokban nem találtak a tudomány számára ismeretlen baktériumokat. Nagyon jól érzik magukat 250 fokon!
Nagy mélységben a víz nem válik gőzzé, hanem csak víz marad, mert ott nagy mélységés nagy nyomás. Az ilyen hőmérsékletű vízben sok van vegyi anyagok, amelyek a fent említett baktériumokkal táplálkoznak. Nem derül ki, hogy ilyen hőmérsékleten hogyan vertek gyökeret az élőlények, de megszokták, hogy úgy élnek ott, hogy ha 80 Celsius-fok alatti hőmérsékletre hozzák őket, akkor hideg lesz nekik.
Mint kiderült - nem a baktériumok életének határa - 250 fokos hőmérséklet. Ugyanabban a Csendes-óceánban találtak nagyon forró tavasz, amelyben a víz eléri a 400 fokot. Ilyen körülmények között is nemcsak sok baktérium él, hanem néhány féreg, valamint többféle puhatestű is.
Mindenki tudja, hogy amikor a Föld megjelent (sok millió évvel ezelőtt), egy közönséges forró labda volt. Évszázadokon keresztül az emberek azt hitték, hogy az élet akkor jelenik meg bolygónkon, amikor a Föld lehűlt. És azt is hitték, hogy más bolygókon, amelyeken magas hőmérsékletűélet nem létezhet. Valószínűleg a tudósoknak most újra kell gondolniuk ezzel a ténnyel kapcsolatos nézeteiket.
Az általában vulkanikus területeken található meleg források meglehetősen gazdagok élő lakossággal rendelkeznek.
Réges-régen, amikor a baktériumokról és más alacsonyabb rendű lényekről még a legfelszínesebb elképzelések voltak, a fürdők sajátos növény- és állatvilágát állapították meg. Így például 1774-ben Sonnerath halak jelenlétéről számolt be Izland forró forrásaiban, amelyek hőmérséklete 69° volt. Ezt a következtetést később más kutatók nem erősítették meg Izland fogalmaival kapcsolatban, de más helyeken mégis tettek hasonló megfigyeléseket. Ischia szigetén Ehrenberg (1858) megfigyelte a halak jelenlétét az 55 °C feletti hőmérsékletű forrásokban. Hoppe-Seyler (1875) szintén 55° körüli hőmérsékletű vízben látott halakat. Még ha feltételezzük is, hogy a hőmérés az összes megemlített esetben pontatlan volt, akkor is levonhatunk következtetést egyes halak meglehetősen magas hőmérsékleten való életképességére. A halak mellett a fürdőkben néha békák, férgek és puhatestűek is előfordultak. Később itt is felfedeztek protozoonokat.
1908-ban jelent meg Issel munkája, amely részletesebben meghatározta a hőforrásokban élő állatvilág hőmérsékleti határait.
Az állatvilággal együtt az algák jelenléte a fürdőben rendkívül könnyen megállapítható, esetenként erős szennyeződést képezve. Rodina (1945) szerint a meleg forrásokban felhalmozódott algák vastagsága gyakran eléri a több métert is.
A termofil algák társulásairól és az összetételüket meghatározó tényezőkről eleget beszéltünk a „Magas hőmérsékleten élő algák” részben. Itt csak arra emlékeztetünk, hogy a termikusan legstabilabbak közülük a kék-zöld algák, amelyek akár 80-85 ° -os hőmérsékletig is fejlődhetnek. A zöldalgák elviselik a valamivel 60 °C feletti hőmérsékletet, míg a kovamoszat körülbelül 50 °C-on leáll.
Mint már említettük, a termálfürdőben fejlődő algák jelentős szerepet játszanak a különféle pikkelyek kialakulásában, amelyek ásványi vegyületeket is tartalmaznak.
A termofil algák nagy hatással vannak a termálfürdők baktériumpopulációjának fejlődésére. Életük során exozmózissal bizonyos mennyiségű szerves vegyületet juttatnak a vízbe, és elpusztulva meglehetősen kedvező szubsztrátot képeznek a baktériumok számára. Nem meglepő tehát, hogy a termálvizek baktériumpopulációja az algák felhalmozódási helyein van a leggazdagabban.
Áttérve a hőforrások termofil baktériumaira, le kell szögeznünk, hogy hazánkban jó néhány mikrobiológus foglalkozott velük. Itt kell megjegyezni Ciklinszkaja (1899), Gubin (1924-1929), Afanasyeva-Kester (1929), Egorova (1936-1940), Volkova (1939), Szülőföld (1945) és Isachenko (1948) nevét.
A melegforrásokkal foglalkozó kutatók többsége csak arra a tényre szorítkozott, hogy bakteriális flórát hoznak létre bennük. Csak viszonylag kevés mikrobiológus foglalkozott a termikus baktériumok életének alapvető aspektusaival.
Áttekintésünkben csak az utolsó csoport tanulmányainál maradunk.
Számos országban termofil baktériumokat találtak meleg forrásokban. szovjet Únió, Franciaország, Olaszország, Németország, Szlovákia, Japán stb. Mivel a melegforrások vize gyakran szervesanyag-szegény, nem meglepő, hogy néha nagyon kis mennyiségben tartalmaznak szaprofita baktériumokat.
Az autotrófan táplálkozó baktériumok szaporodását, amelyek között a vas- és kénbaktériumok meglehetősen elterjedtek a fürdőkben, elsősorban a víz kémiai összetétele, valamint hőmérséklete határozza meg.
Néhány melegvízből izolált termofil baktériumot új fajként írtak le. Ezek a formák a következők: Bac. thermophilus filiformis. tanulmányozta Tsiklinskaya (1899), két spórás rúd - Bac. ludwigi és Bac. ilidzensis capsulatus izolált Karlinsky (1895), Spirochaeta daxensis izolált Kantakouzen (1910), és Thiospirillum pistiense izolált Czurda (1935).
A melegforrások vízhőmérséklete erősen befolyásolja a baktériumpopuláció fajösszetételét. Alacsonyabb hőmérsékletű vizekben coccusokat és spirochetaszerű baktériumokat találtak (Rodina és Kantakouzena munkái). Azonban itt is a spórás rudak az uralkodó formák.
A közelmúltban a hőmérséklet hatását a kifejezés baktériumpopulációjának fajösszetételére nagyon színesen mutatta meg Rodina (1945), aki a tádzsikisztáni Khoji-Obi-Garm melegforrásait tanulmányozta. A rendszer egyes forrásainak hőmérséklete 50-86° között mozog. Összekapcsolva ezek a kifejezések egy patakot adnak, amelynek alján a 68 ° -ot meg nem haladó hőmérsékletű helyeken kék-zöld algák gyors növekedését figyelték meg. Helyenként az algák vastag, különböző színű rétegeket alkottak. A vízparton, a fülkék oldalfalain kénlerakódások voltak.
Különböző forrásokban a lefolyásban, valamint a kék-zöld algák vastagságában három napig szennyeződési poharakat helyeztek el. Kívül, összegyűjtött anyagot táptalajra vetve. Azt találták, hogy a legmagasabb hőmérsékletű vízben túlnyomórészt rúd alakú baktériumok találhatók. Az ék alakú formák, különösen az Azotobacterhez hasonlóak, 60 ° -ot meg nem haladó hőmérsékleten fordulnak elő. Az összes adat alapján elmondható, hogy az Azotobacter maga nem szaporodik 52°C felett, míg a szennyeződésben található nagyméretű, kerek sejtek más típusú mikrobák közé tartoznak.
A leghőállóbbak a hús-pepton agaron fejlődő baktériumok bizonyos formái, a tiobaktériumok, például a Tkiobacillus thioparus és a kéntelenítők. Egyébként érdemes megemlíteni, hogy Egorova és Sokolova (1940) 50-60°-os vízben találta a Microspirát.
Rodina munkájában 50°C-os vízben nem találtak nitrogénmegkötő baktériumokat. A talajok tanulmányozása során azonban anaerob nitrogénkötőket még 77 °C-on, az Azotobacter-t pedig 52 °C-on találtak. Ez azt sugallja, hogy a víz általában nem megfelelő szubsztrát nitrogénmegkötők számára.
A hőforrások talajában lévő baktériumok vizsgálata során a csoportösszetétel ugyanazt a hőmérsékletfüggőséget mutatta ki, mint a vízben. A talaj mikropopulációja azonban számszerűen sokkal gazdagabb volt. Sandy, szegény szerves vegyületek a talajok mikropopulációja meglehetősen gyenge volt, míg a sötét színű szerves anyagokat tartalmazó talajokat bőségesen népesítették be a baktériumok. Így itt nagyon világosan feltárult a kapcsolat a szubsztrát összetétele és a benne található mikroszkopikus lények természete között.
Figyelemre méltó, hogy a cellulózt lebontó termofil baktériumokat sem a vízben, sem a rodinai iszapokban nem találták meg. Hajlamosak vagyunk ezt módszertani nehézségekkel magyarázni, mivel a termofil cellulózbontó baktériumok igencsak igényesek a táptalajra. Mint Imshenetsky kimutatta, meglehetősen specifikus tápanyag-szubsztrátumok szükségesek az izolálásukhoz.
A meleg forrásokban a szaprofiták mellett autotrófok - kén- és vasbaktériumok is találhatók.
A kénbaktériumok termákban való szaporodásának lehetőségével kapcsolatos legrégebbi megfigyeléseket nyilvánvalóan Meyer és Ahrens, valamint Mioshi tette. Mioshi olyan forrásokban figyelte meg a fonalas kénbaktériumok fejlődését, amelyek vízhőmérséklete elérte a 70 °C-ot. Egorova (1936), aki a Bragun kénes forrásokat tanulmányozta, már 80°C-os vízhőmérséklet mellett is megfigyelte a kénbaktériumok jelenlétét.
fejezetben " Általános tulajdonságok A termofil baktériumok morfológiai és élettani jellemzői” című fejezetben kellő részletességgel ismertettük a termofil vas- és kénbaktériumok tulajdonságait. Ezt az információt nem célszerű megismételni, és itt csak arra emlékeztetünk, hogy az autotróf baktériumok egyes nemzetségei, sőt fajai különböző hőmérsékleteken fejezik be fejlődésüket.
Így a kénbaktériumok maximális hőmérséklete körülbelül 80 °C. A vasbaktériumok, például a Streptothrix ochraceae és a Spirillum ferrugineum esetében a Mioshi 41-45°-os maximumot állított be.
A Dufrenois (Dufrencfy, 1921) 50-63°-os hőmérsékletű, forró vizek üledékén találták a Siderocapsához nagyon hasonló vasbaktériumokat. Megfigyelései szerint a fonalas vasbaktériumok csak hideg vizekben szaporodtak el.
Volkova (1945) megfigyelte a Gallionella nemzetségből származó baktériumok fejlődését a Pjatigorszki csoport ásványforrásaiban, amikor a víz hőmérséklete nem haladta meg a 27-32°-ot. A magasabb hőmérsékletű fürdőkben a vasbaktériumok teljesen hiányoztak.
Az általunk megjelölt anyagokat összevetve önkéntelenül arra a következtetésre kell jutnunk, hogy bizonyos esetekben nem a víz hőmérséklete, hanem kémiai összetétel meghatározza bizonyos mikroorganizmusok fejlődését.
A baktériumok az algákkal együtt aktívan részt vesznek egyes ásványok, biolitok és kaustobiolitok képződésében. A baktériumok kalciumkiválásban betöltött szerepét részletesebben tanulmányozták. Ezt a kérdést részletesen a következő rész tárgyalja élettani folyamatok termofil baktériumok okozzák.
Volkova következtetése figyelmet érdemel. Megjegyzi, hogy a „barezina”, amely vastag fedőben rakódik le a pjatigorszki kénforrások patakjaiban, sok elemi ként tartalmaz, és alapvetően a Penicillium nemzetségbe tartozó penészgomba micéliumát tartalmazza. A micélium alkotja a stromát, amely rúd alakú baktériumokat tartalmaz, amelyek nyilvánvalóan a kénbaktériumokkal rokonok.
Brussoff úgy véli, hogy a termikus baktériumok is részt vesznek a kovasav lerakódások kialakulásában.
A fürdőkben baktériumokat redukáló szulfátokat találtak. Afanasieva-Kester szerint a Microspira aestuarii van Deldenre és a Vibrio thermodesulfuricans Elionra hasonlítanak. Gubin (1924-1929) számos elképzelést fogalmazott meg e baktériumok lehetséges szerepéről a fürdőkben a hidrogén-szulfid képződésében.
Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.
.(Forrás: "Biological Encyclopedic Dictionary." Főszerkesztő M. S. Gilyarov; Szerkesztőbizottság: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin és mások - 2. kiadás, javítva . - M .: Sov. Encyclopedia, 1986.)
- (thermo ... gr. phileo love) termofil organizmusok (többnyire mikroszkopikus), amelyek viszonylag együtt tudnak élni magas hőmérsékletek(70-ig); természetes élőhelyük különböző melegforrások és termálvizek vö. kriofil ...... Orosz nyelv idegen szavak szótára
- (a thermo (Lásd Thermo ...) ... és a görög philéo I love szóból) termofilek, olyan organizmusok, amelyek 45 °C-ot meghaladó hőmérsékleten élnek (a legtöbb élőlény számára végzetes). Ezek néhány hal, különféle gerinctelen állatok (férgek, ... ... Nagy szovjet enciklopédia
- ... Wikipédia
szervezetek tudományos osztályozás Osztályozás: A Királyság élőlényei Nukleáris nem-nukleáris organizmus (késő latin organismus a késő latin organizo ... Wikipédia
Az alsóbbrendű szervezetek, mint általában minden élőlény, csak pontosan meghatározott körülmények között élhetnek. külső körülmények létezésük, azaz a környezet körülményei, amelyben élnek, és minden külső tényező, a hőmérséklet, nyomás, páratartalom stb.
Így nevezik azokat a baktériumokat, amelyek képesek 55 60 °C feletti hőmérsékleten fejlődni. Miquel (Miquel) volt az első, aki talált és izolált a Szajna vízéből egy mozdulatlan bacilust, amely 70 °C hőmérsékleten is képes élni és szaporodni. Van Tieghem ... enciklopédikus szótár F. Brockhaus és I.A. Efron
Szervezetek Tudományos besorolása Osztályozás: A Királyság élőlényei Nukleáris Nem-nukleáris organizmus (késő latin organismus a késő latin organizo ... Wikipédia - Lásd még: A legnagyobb szervezetek A legkisebb szervezetek mind a baktériumok, állatok, növények és más élőlények képviselői Föld, amelyek osztályaikban (leválások) minimális értékekkel rendelkeznek olyan paraméterek szerint, mint ... Wikipédia
